مهاربند ها ی هم مرکز معمولی به منظور تحمل نیروهای جانبی در سازه های فولادی به کار می روند. با این حال رفتار هیسترزیس این مهاربند ها در کشش و فشار به صورت نا متقارن است و این مهاربند ها هنگام بارگذاری در حالت فشاری، افت مقاومت قابل توجهی دارند. المان های قطری در سیستم های مهاربندی هم مرکز معمولی، علی رغم اینکه سختی و مقاومت سازه را افزایش می دهند، اما جذب انرژی قابل توجهی در سازه در حین زلزله نشان نمی دهند. رفتار پس کمانشی ضعیف، اختلاف در ظرفیت کششی و فشاری، زوال سختی و مقاومت تحت بارگذاری های چرخه ای و خستگی سیکل پایین از جمله مشکلات عمده و اساسی در عملکرد اعضای فشاری می باشند در نتیجه مهاربند کمانش ناپذیر به منظور غلبه بر این مشکل معرفی شده است. تحقیق حاضر به مطالعه رفتار مهاربندهای کمانش ناپذیر می پردازد. در این تحقیق تحلیل استاتیکی پوش آور با استفاده از نرم افزار sap 2000 انجام شده و اضافه مقاومت، شکل پذیری، و ضریب رفتار مهاربندهای کمانش ناپذیر با سیستم دو گانه با تعداد طبقات متفاوت با حالت قرار گیری مهاربندها به صورت chevron v و chevron inverted v مورد ارزیابی قرار گرفته است. تحقیقات اخیر بیانگر این واقعیت است که شکل پذیری و ضریب رفتار مهاربندها به عوامل مختلفی بستگی دارد و تعیین دقیق این پارامتر ها مستلزم انجام پژوهش های گسترده ای می باشد. در این تحقیق تاثیر ارتفاع سازه و نوع مهاربند بر شکل پذیری و ضریب رفتار در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در قاب های دو بعدی با افزایش ارتفاع سازه شکل پذیری کاهش پیدا می کند. همچنین شکل پذیری و ضریب رفتار قاب های دو گانه با مهاربندی chevron invert v مقادیر بیشتری نسبت به مهاربندی chevrron v دارد. شکل پذیری 97/4و 21/5 به ترتیب برای پیکربندی chevron v وchevron invert v و ضریب رفتار 5/6و 4/7 به ترتیب برای پیکربندی chevron v و chevron invert v به دست آمده است.

با توجه به ماهیت تصادفی زلزله نمی توان زاویه مشخصی برای اعمال بارهای لرزه¬ای بر سازه تعیین کرد و زاویه بحرانی ممکن است زاویه ای به جز جهت محورهای اصلی سازه باشد؛ بنابراین تعیین بحرانی ترین جهت نیروی زلزله موثر بر سازه ها یکی از مسائل مهم مهندسی زلزله می¬باشد. تحقیقات پیشین نشان داده است که با تغییر در شرایط هندسی و فیزیکی سازه نظیر تغییر در شکل پلان سازه، نوع خاک منطقه و تعداد طبقات سازه، زاویه بحرانی زلزله تغییر می کند. از طرفی چون امکان تفاوت زاویه بحرانی در رفتار غیرخطی نسبت به رفتار خطی وجود دارد، نیاز به انجام تحلیل غیرخطی و مقایسه نتایج الزامی می شود. در این پایان نامه رفتار قاب های فولادی مهاربندی شده با انتخاب یک پلان منظم با تعداد طبقات 1، 3، 5 و 8 و با تغییر جهت نیروی زلزله با گام های 15 درجه مورد بررسی قرار می-گیرد. به این منظور تمامی مدل ها با دو روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی و تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون مورد بررسی قرار گرفته اند.نتایج تحلیل استاتیکی بار افزون نشان داد که بیشترین ظرفیت برش پایه تحت زوایای 45 و 135 درجه بدست آمده و در مدل های مختلف تا %35 بیشتر از مقادیر بدست آمده از اعمال بار در راستای محورهای اصلی سازه می باشد. نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی نیز نشان داد که حداکثر جابه¬جایی نسبی اتفاق افتاده در طبقات در راستای x و y می¬تواند در زاویه ای غیر از محورهای اصلی سازه اتفاق افتاده و تا %27 بیشتر از مقادیر پاسخ در هنگام اعمال بار در راستای محورهای اصلی باشد. حداکثر جابه جایی بام سازه نیز در زوایای 45 و 135 درجه اتفاق می افتد که میزان اختلاف با مقادیر حاصل از جهت های اصلی در زلزله های ضعیف اندک می باشد؛ ولی با قوی تر شدن شتاب نگاشت زلزله اعمال شده به سازه اختلاف پاسخ حداکثر از مقادیر بدست آمده از جهت های اصلی افزایش یافته است که بیشترین مقدار این اختلاف برابر %23 بوده است. علاوه بر این راستای جابه جایی کلی بام نیز همیشه در راستای اعمال بار نبوده و در مدل های مختلف تا 14 درجه با این راستا اختلاف دارد. همچنین حداکثر تنش محوری ستون هایی که در محل برخورد دو سیستم باربر جانبی قرار دارند، عموماً در زوایه 135 درجه اتفاق افتاده و با مقادیر بدست آمده از حالتی که بار در جهت های اصلی وارد می شود متفاوت است. بیشترین مقدار این اختلاف برابر %140 است که در دسته خاصی از زلزله ها که ورود به حوزه غیرخطی نیز مشهود است، اتفاق می افتد.

در زلزله ی سال 1994 نورتریج آمریکا، اتصالات خمشی موجود در قاب های خمشی فولادی متحمل شکست ترد در محل اتصال تیر به ستون شدند. حداکثر لنگر در تیرهای قاب خمشی تحت اثر بارهای لرزه ای و ثقلی، در دو انتهای تیر، در بر اتصال به ستون اتفاق می افتد. در محل اتصال تیر به ستون به دلیل وجود تنش های پسماند حرارتی جوشکاری، تمرکز تنش و وجود تنش های چند محوره، شکست اتصال در این ناحیه ترد و ناگهانی خواهد بود. علاوه بر این احتمال تشکیل مفصل پلاستیک در ستون نیز محتمل خواهد بود که موجب ناپایداری سازه می گردد. راه حل های مختلفی برای بهبود رفتار چرخه ای اتصالات تیر به ستون ارائه گردیده است. برخی از تحقیقات روش هایی را جهت تقویت اتصال تیر به ستون و کاهش تمرکز تنش در آن و برخی دیگر نیز راه کارهایی را جهت انتقال محل تسلیم تیر ها از ناحیه اتصال تیر به ستون، به داخل تیر پیشنهاد کرده اند. در روش دوم به فاصله ی مشخصی از ستون، در تیر منطقه ی ویژه ی شکل پذیر ایجاد می گردد. منطقه ی ویژه به گونه ای طراحی می گردد که ظرفیت تحمل بار در آن کاهش یافته و در نتیجه محل تشکیل مفصل پلاستیک به صورت از قبل تعیین شده، در این منطقه ی ویژه تشکیل می شود. کاهش ظرفیت تیر می تواند از طریق کاهش عرض بال تیر انجام پذیرد و در نتیجه ظرفیت خمشی تیر کاهش یابد. بر روی این نوع از اتصال، تحت عنوان اتصال تیر با مقطع کاهش یافته (rbs)، تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است. روش دیگری که میتوان برای کاهش ظرفیت به کار برد، تضعیف تیر از طریق ایجاد گشایش در جان آن (rws) و در نتیجه کاهش ظرفیت برشی مقطع می باشد. در این پژوهش به بررسی عملکرد نوع خاصی از اتصال rws تحت عنوان مدل تخم مرغی شکل پرداخته شد. نتایج نشان دادند که در صورت طراحی هندسی مناسب، مدل تخم مرغی می تواند به لحاظ شکل پذیری و جذب انرژی رفتار بهتری نسبت به اتصال rbs از خود نشان دهد. همچنین سختی اولیه ی اتصال rws ذکرشده در قیاس با اتصال rbs و نمونه ی کاهش نیافته، کمتر است و لذا در کنترل جابجایی جانبی نسبی طبقات در سازه های بلند، مشکل ساز خواهد بود.

در ساخت سازه¬های فولادی، تیرهای لانه¬زنبوری به دلیل داشتن ظرفیت و سختی خمشی بالا، وزن کم و صرفه اقتصادی به صورت گسترده مورداستفاده قرار می¬گیرند. تبدیل نیمرخ¬های فشرده به تیرهای لانه زنبوری غیرفشرده موجب تغییر در مشخصات هندسی مقطع اولیه می¬شود. این تغییرات با افزایش ظرفیت خمشی باعث ایجاد ضعف¬هایی مانند کاهش مقاومت برشی، افزایش احتمال کمانش جانبی پیچشی و کمانش t شکل بال فشاری می¬شود. این پایان¬نامه ضوابط طراحی تیرهای لانه زنبوری در روش حالات حدی مورد مطالعه قرار داده است. پس از صحت سنجی مدل تحلیلی، 57 تیر لانه زنبوری به کمک نرم افزار abaqus مدل¬سازی شد و رفتارشان تحت اثر خمش خالص، لنگر نامتقارن در دو انتهای تیر و بار متمرکز در وسط دهانه مورد بررسی قرار داده شد. با تعیین بار نهایی، نحوه توزیع تنش، مکانیزم¬های خرابی و کمانش اجزا، دقت فرمول¬های موجود طراحی تیرهای لانه زنبوری در حالت حدی بررسی شد که درنتیجه آن منجر به تصحیح فرمول¬ها و ضریب گرادیان خمشی موجود گردید. نتایج به دست آمده نشان می¬دهد که در حالت خمش خالص، مقدار لنگر نهایی و مرز بین کمانش الاستیک و غیرالاستیک در تیر لانه¬زنبوری کمتر از مقادیر تیر با جان پر می¬باشد؛ همچنین مقدار ضریب یکنواختی لنگر تیرهای لانه¬زنبوری در ناحیه کمانش غیرارتجاعی ثابت نبوده و مقادیر کوچکتری از آنچه که در aisc-lrfd پیشنهاد شده است می¬باشد.

نتایج روش های تحلیل استاتیکی غیر خطی موسوم به تحلیل های پوش اور در تخمین پاسخ لرزه ای سازه های با پلان نامنظم همراه با خطاهای زیادی هستند، بطوریکه این روشها نمی توانند اثرات ناشی از دوران های پیچشی و نیز مودهای بالا را در طراحی لرزه ای سازه ها بطور دقیق ارزیابی کنند. در سالهای اخیر تلاش های زیادی در جهت اصلاح روش پوش اورکلاسیک صورت گرفته است، روشهایی نظیر روش تحلیل پوش اور مودال، روش تحلیل پوش اور ادپتیو و روش تحلیل تاریخچه زمانی که بوجود آمده اند تا حدودی از کاستی های روش تحلیل پوش اور بکاهند، ولی بکارگیری این روشها نیز مستلزم استفاده از نرم افزارها و ابزارهای پیشرفته می باشند. در این پژوهش از روشهای متداول در آنالیز و طراحی لرزه ای سازه های تحت پیچش بررسی شده و روشی ساده جهت در نظر گرفتن آثار پیچش درتحلیل های پوش اور معمولی بدون انجام تحلیل های تاریخچه زمانی که بسیار وقت گیر و پرهزینه می باشند ارائه می گردد.

هدف از این مطالعه بررسی نحوه ی عملکرد روش کنترل مود لغزشی برای سازه های غیر خطی بود. با مقایسه ی نمودارهای جابجایی بدست آمده برای هر دو سازه ی مورد بررسی در دو حالت کنترل نشده و کنترل شده با روش کنترل مود لغزشی، مشاهده شد که این روش توانایی بالایی برای کاهش میزان جابجایی طبقات سازه در حین زلزله دارد. روش کنترل مود لغزشی در زلزله های با pga بالاتر، عملکرد قوی تری را از خود نشان می دهد. همچنین در زلزله های با pga بالاتر، روش کنترل مود لغزشی از نیروهای کنترلی بزرگتری برای کاهش هرچه بیشتر پاسخ های سازه استفاده کرده است. برای مشاهده ی قدرت روش کنترل مود لغزشی برای کنترل حرکات سازه، از رکوردهای زلزله های نزدیک گسل نیز در تحلیل ها استفاده شد. نتایج نشان می دهند روش کنترل مود لغزشی در زلزله های نزدیک گسل همانند زلزله های دور از گسل عملکرد موفقی داشته است و بخوبی و با صرف مقدار نیروی کنترلی بیشتری توانسته جابجایی های سازه را کنترل کند. البته بایستی به این نکته نیز توجه کرد که اگرچه مقدار نیروهای کنترلی برای زلزله های نزدیک گسل مقادیر به نسبت بزرگتری را شامل می شوند، اما این مقادیر بزرگ نیز نسبت به وزن طبقه مقادیر قابل قبولی می باشند. یکی از معایب روش کنترل مود لغزشی، پدیده ی چترینگ است. با مقایسه ی نمودار فازی مربوط به روشی که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است، با نمودار فازی یک روش کلاسیک کنترل مود لغزشی، مشاهده می شود که روش مورد استفاده تا حد بسیار زیادی در کاهش دامنه ی چترینگ موثر بوده است. در انتها با در نظر گرفتن تمامی جوانب مورد بررسی در این مطالعه، می توان گفت روش کنترل مود لغزشی یک روش قدرتمند و قابل اطمینان در زمینه ی کنترل جابجایی های سازه های عمرانی در برابر زلزله است.

آتش سوزی همیشه یکی از تهدیدات جدی برای تمامی جنبه های حیات بشری بوده است و یکی از عوامل محیطی زیان آور برای سازه ها می باشد که همه ساله در اکثر کشورها تلفات جانی و خسارات مالی سنگینی به ساختمان های مسکونی، تجاری و ... وارد می کند. با وجود مزایای زیاد سازه های فولادی، حساسیت فولاد به دما یکی از ضعف¬های مهم آن می باشد. خواص مکانیکی فولاد در دماهای بالا به طور چشمگیری کم می شود، لذا ظرفیت باربری این نوع سازه¬ها در مواقع آتش سوزی به شدت کاهش می یابد. با توجه به ضعف فولاد در برابر افزایش حرارت، شبیه سازی اثرات آتش سوزی در سازه های فولادی از اهمیت خاصی برخوردار است، به ویژه اگر آتش سوزی بعد از وقوع زلزله اتفاق افتاده باشد که در این حالت ممکن است خسارات به وجود آمده شدید تر از خسارت خود زلزله باشد و این به دلیل از بین رفتن پوشش اعضای سازه ای آسیب دیده و تغییرشکل های به وجود آمده و تنش های پس ماند حاصله در اثر زلزله می باشد. بنابراین در دو دهه اخیر بحث طراحی و مقاوم سازی سازه ها در برابر آتش سوزی مورد بررسی و توجه قرار گرفته و در آیین نامه های طراحی سازه ها، ضوابط خاصی برای این مورد در نظر گرفته شده است. یکی از مهم ترین اجزاء سازه های فولادی که وظیفه انتقال نیروهای اعضا به یکدیگر و به تکیه گاهها را برعهده دارند اتصالات میان اعضا می باشند. بنابراین عملکرد کل سازه ی فولادی از رفتار اتصالات تاثیر می پذیرد که در تحلیل کلی سازه باید در نظر گرفته شود هم چنین با اندکی دقت در نحوه شکست اکثر سازه های فولادی تحت بارگذاری های مختلف، می توان دریافت که ضعف اتصال می تواند عامل بسیار تعیین کننده ای در خرابی سازه های فولادی باشد لذا در این تحقیق سعی شده است که رفتار اتصالات صلب و نیمه صلب جوشی و پیچی در بارگذاری آتش، یک بار همراه با بارگذاری ثقلی و بار دوم بارگذاری آتش به همراه بارگذاری ثقلی پس از وقوع زلزله مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور به کمک نرم افزار المان محدود abaqus اتصالات فوق در شرایط گفته شده مدل سازی و تحلیل شده اند، که بارگذاری حرارتی فقط در محل اتصال تیر به ستون، و بار ناشی از زلزله به صورت بارگذاری چرخه ای به انتهای تیر در سر آزاد آن، اعمال شده است و در نهایت، رفتار 8 نوع اتصال به صورت، منحنی های تغییر مکان انتهای تیر در طول مدت بارگذاری، نحوه توزیع تنش در ناحیه اتصال و نواحی خارج اتصال، مد های خرابی اتصالات و قسمت هایی از اتصال که دارای بیشترین تنش می باشند، مورد مقایسه قرار گرفته است.

در این پژوهش هدف مقایسه در صد گیرداری اتصال تیر به ستون با دوبل نبشی جان و دوبل ورق جان و تاثیر آن بر جابجایی جانبی سازه می باشد. نتایج حاصل از نرم افزار اجزا محدود ansys و محاسبات نشان داد که در تمامی مدلهای بررسی شده اتصال با دوبل نبشی جان بصورت مفصلی رفتار می کند و در اتصال با دوبل ورق جان برخی از نمونه ها بصورت مفصلی و برخی دیگر بصورت نیمه صلب رفتار می کنند. در مدلهای بررسی شده میزان درصد گیرداری اتصال دوبل ورق جان حدود 2 برابر درصد گیرداری دوبل نبشی جان می باشد و همچنین با فرض ثابت نگه داشتن مقدار نیروی زلزله در ساختمانهای فولادی در قبل و بعد از اعمال گیرداری قاب ها با اتصالات دوبل نبشی جان، مقدار جابجایی ساختمان های فولادی تحت تاثیر نیروی زلزله به میزان 10 درصد کاهش نشان داد.

این مطالعه جهت بررسی رفتار لرزه ای و طراحی ساختمانهای فولادی مجهز به میراگر صورت گرفته است. بدین منظور تعداد چهار قاب فلزی در چهار پریود مختلف انتخاب و تحلیل شده است، هر کدام از قاب ها یکبار بدون میراگر و چندین بار در حالات مختلف مجهز به میراگر هایی با مشخصات مکانیکی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است.

عملکرد مناسب ساختمان ها در برابر ضربات اجسام خارجی و حفظ پایداری آنها در شرایط پس از ضربه و همچنین ایجاد حداقل خسارت و صدمات وارده بر آنها از جمله مهمترین مسائل قابل بررسی در حفظ پایداری سازه ها می باشد. بر این اساس پژوهش حاضر به بررسی عملکرد دیوارهای بتنی با پوشش ورق های فولادی و مسلح به شرایط تسلیح متفاوت شامل استفاده از شبکه مش بندی فولادی، قلاب های j شکل، برشگیرهای نبشی و برشگیرهای ساده در مقایسه با دیوارهای غیر مسلح می پردازد.

سازه های بتن آرمه ممکن است در عمر مفید خود تحت اثر بارهای ضربه ای ناشی از موج انفجار و یا برخورد مستقیم پرتابه قرار گیرند بار ناشی از انفجار و برخورد پرتابه اغلب موجب خسارات سنگین و بروز تلفات جانی می شود. یکی از موادی که در صنعت بتن در دهه اخیر مطرح شده است، بتن پودری واکنش پذیر می باشد. با توجه به ویژگیهای مقاومتی فوق العاده این بتن، در این تحقیق به بررسی مقاومت ضربه ای این بتن پرداخته ایم.